健康なボランティアの食道過敏症に対する急性トリプトファン枯渇（ATD）の影響

1. はじめに 胃食道逆流症 (GERD) は、胃内容物の食道への逆流に起因する症状または病変の存在として定義され、西洋社会でますます蔓延している状態です。 典型的な逆流症状は胸やけと逆流ですが、GERD はさまざまな食道および食道外 (非定型) 症状 (例: 慢性咳嗽）。

   人間の場合、痛みは感覚的、生理学的、心理的側面から構成されるマルチモーダルな体験です。 臨床状況を模倣するために、実験モデルは、さまざまな受容体と中枢神経系メカニズムが活性化されるマルチモーダル試験レジメンに基づいている必要があります。

   食道感覚刺激の進歩により、典型的な症状と非典型的な症状の両方が、酸の逆流だけでなく、酸性度の低い pH (pH 4 ～ 7) での逆流イベントからも発生する可能性があることが確立されました。 プロトンポンプ阻害剤（PPI）治療（難治性GERD）にもかかわらず症状が持続するGERD患者では、進行中の弱酸性逆流が主な根本的な要因として十分に確立されています。

   弱酸性の逆流イベント中の症状発生の根拠はまだ解明されていませんが、pH 4 ～ 7 の範囲での酸感受性、機械的膨張 (逆流液中の空気によって強化される)、他の化学的要因 (例: 胆汁）および生理学的レベルの逆流に対する食道過敏症はすべて提案されています。

   研究者は、内臓過敏症が食道症状の知覚に重要な役割を果たしていると推測しています。 これは、PPI 治療中の生理学的数値内で通常の逆流パラメータによって示唆されます。 また、以前の研究では、PPI 療法を受けている難治性の GERD 患者は、健康な被験者と比較して、熱的、化学的、および機械的な食道刺激に対する内臓過敏症が増加していることが示されました。

   セロトニンまたは 5-ヒドロキシトリプタミン (5-HT) は、主に中枢神経系および胃腸 (GI) 管 (粘膜腸クロム親和性細胞) に見られる主要な神経伝達物質です。 5-HT はトリプトファンに由来し、消化管分泌、運動性の調節において極めて重要な役割を果たし、感情の調節や、うつ病、不安症、恐怖症などの心理的問題に長い間関連付けられてきました。

   必須アミノ酸トリプトファン (TRP) の利用可能性を一時的に低下させる急性トリプトファン枯渇 (ATD) は、5-HT 合成を減少させ、中枢および末梢の 5-HT 濃度を急激に低下させる検証済みの手法です。 これは、TRPを欠くアミノ酸混合物の投与によって達成されます。

   ATD は、情動障害における中枢 5-HT の役割を調査するために精神医学研究で広く使用されていますが、さらなる研究では、ATD が胃内容排出を遅らせ、直腸バルーン拡張中の内臓痛の知覚を高めることにより、胃腸生理学にも影響を与えることが示されました。 さらに、ATD は、胃の食後の運動機能と膨満による吐き気を変化させることが示されています。 これらの調査結果は、胃の調節と感受性の制御における 5-HT の関与を確立します。

2. 理論的根拠と目的 複数の研究で、5-HT が脳腸軸の重要な役割を果たしていることが示されていますが、その正確な役割は現在のところ明らかではありません。 選択的セロトニン再取り込み阻害剤（SSRI）であるシタロプラムの急性投与は、過敏症の健康なボランティアの化学的および機械的感受性を大幅に低下させることが以前に示されました。 部分的な 5-HT1A 受容体アゴニストであるブスピロンは、食道の運動性を変更することができます。 現在の研究の目的は、健康なボランティアのグループにおける食道過敏症に対する急性トリプトファン枯渇 (ATD) の影響を調査し、症状の知覚におけるその役割を評価することです。
3. 研究の一般的な説明 すべての参加者は、研究の開始前にインフォームドコンセントを受け取り、署名します。 食道の感受性は、少なくとも 1 週間の間隔で、2 つのセッション (プラセボ アミノ酸溶液の後と ATD の後) でのマルチモーダル刺激によってテストされます。
4. 材料と方法 研究は、食道の熱的、機械的、電気的および化学的刺激を可能にするマルチモーダル食道刺激プローブを使用して実行されます。

各刺激の間、被験者は電子視覚アナログスケール（VAS）システムを使用して症状の知覚を記録するように指示されます。 この装置により、被験者は知覚と痛みを 0 から 10 までのスケールでスケーリングできます。

最初の知覚 (VAS=1)、痛覚閾値 (VAS=5)、痛覚閾値 (VAS=7) が記録されます。 食道刺激のすべてのタイプは、痛みの許容範囲に達するとすぐに終了します。 痛みの許容閾値に達した時点で (VAS = 7)、被験者は関連する痛みの領域を描き、痛みの場所と関連する領域を特定するよう求められます。

熱刺激は、プローブに取り付けられたバルーンを介して、ウォーターバスで加熱された生理食塩水（NaCl 0.09％）を再循環させることによって実行されます。 刺激温度は、水浴からバルーンへの流量を増加させることによって着実に上昇します。 流量はコンピュータ操作のポンプによって制御されます。 食道への機械的刺激を避けるため、バルーンの容量は 5ml で一定に保たれます。 バルーンに存在する温度センサーは、刺激温度を継続的に監視します。これは、調査中、コンピューターのディスプレイにオンラインで表示されます。

機械的刺激は、プローブに取り付けられたバルーンの膨張によって実行されます。 膨張を誘発するバルーンへの生理食塩水 (NaCl 0.09%) の流れは、コンピューター制御のポンプによって調整されます。 バルーン内のボリュームは、刺激を通じてコン​​ピューター画面にオンラインで表示されます。 食道の熱刺激を避けるために、37℃の水で機械的刺激を行います。

機械的刺激の前に、痛覚閾値 (VAS=5) に達するまでバルーンを拡張するプレコンディショニング期間があります。 このプレコンディショニング期間は、食道組織をプレコンディショニングし、被験者が機械的膨張の感覚に慣れることができるようにするために使用されます。

電気刺激は、バルーンの近位に取り付けられた 2 つの刺激電極によって実行されます。 電気ブロックパルスは、標準的な電気刺激装置を使用して与えられます。 シングル バースト パルスは、200Hz で 1ms の持続時間で与えられます。パルスの振幅は、0.5mA のステップと 15 秒の間隔で着実に増加します。 安全のため、最大強度は 50 mA に制限されています。 食道の電気刺激中の安全対策として、心電図モニタリングが行われます。

化学刺激は、食道に酸性溶液（HCl 0.1N）を注入することにより、遠位食道で行われます。 注入速度は、2ml/分の流量の蠕動注入ポンプによって制御されます。 刺激は最大 30 分間続きます。

急性トリプトファン枯渇

食道過敏症に対するATDの影響が研究されます。 アミノ酸混合物は、研究者が以前に使用したプロトコルに従って調製されます。 すべての基質は、最低 99% の同位体および化学的純度で市販されています。 製品の同一性は、ガスクロマトグラフィー - 質量分析法 (GC-MS、GC-カラム: AT5-MS 30m x 0.25 mm 内径; 0.25µm フィルム (Grace)) を使用して確認されます。 アミノ酸混合物は、15 種類のアミノ酸 (L-アラニン 4.1g、グリシン 2.4g、L-ヒスチジン 2.4g、L-イソロイシン 6.0g、L-ロイシン 10.1g、L-リジン 6.7g、L-フェニルアラニン 4.3g) で構成されています。 、9.2g L-プロリン、5.2g L-セリン、4.3g L-スレオニン、5.2g L-チロシン、6.7g L-バリン、3.7g L-アルギン、2.0g L-システイン、3.0g L-メチオニン、3.0g g L-トリピオファン)。 TRP欠損アミノ酸混合物は、同じ15個のアミノ酸で構成されていますが、トリプトファンが欠けています.

混合物の不快な味と匂いによる吐き気を避けるために、アミノ酸混合物は経鼻胃プローブを介して投与されます。 プラセボ セッション中は、TRP レベルの低下を防ぐために、TRP で強化された同じアミノ酸を含むコントロール アミノ酸混合物が使用されます。 時間が経つにつれて、各参加者はランダムな順序で最初のセッションでプラセボまたはATDを受け取ります. 2 回目のセッションでは、被験者は最初に受け取っていない別の製品を受け取ります。 アミノ酸混合物は HV の 5-HT のレベルに影響を与えるため、最初に Mini International Neuropsychiatric Interview (オランダ語、バージョン 5.0.0、 DSM-IV) は、志願者の精神状態を評価する募集中です。

研究の概要 一晩断食した後、被験者は研究が行われる UZ Gasthuisberg の内視鏡検査ユニットに来ます。 被験者ごとに 2 つのセッションがスケジュールされます。1 つのプラセボ セッションと 1 つの ATD セッションで、各セッションの間に少なくとも 1 週間の間隔があります。 セッションはシングルブラインド方式で実施され、プラセボと ATD の順序はランダム化されます。

アミノ酸混合物の摂取の約５時間後に最大のＴＲＰ枯渇が得られるので、食道刺激の実際の開始の５時間前に経鼻胃注入によりアミノ酸を投与する。

アミノ酸混合物の投与と食道刺激の実際の開始の間の時間中、被験者は中立的な感情的な内容で標準化された映画を見るように求められます. アミノ酸混合物の投与の５時間後、マルチモーダル刺激プローブを口から配置する。 プローブが食道 (下部食道括約筋より 10 cm 上) に配置された後、プローブは顎に固定され、被験者は研究期間全体にわたって半横臥位のままになります。 刺激を開始する前に、プローブの感触に慣れ、VAS メーターの正しい使用方法を説明するために、被験者には 15 分間の順応期間があります。

VAS スコアは、刺激の種類ごとに監視されます。 すべての刺激は、安全上の理由から、VAS 5 に達した後に刺激を停止する電気刺激を除いて、被験者が疼痛許容閾値 (VAS=7) に達した瞬間に直ちに停止されます。